JP6295939B2 - エネルギー吸収部材 - Google Patents

Description

本発明は、繊維構造体に樹脂を含浸させて構成され、衝撃荷重を受けた際の衝撃エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材に関する。

例えば、バンパーと車体フレームの間には、エネルギー吸収部材が配置されており、このエネルギー吸収部材は、過大な衝撃荷重を受けた場合に、破壊することにより衝撃エネルギーを吸収する。エネルギー吸収部材としては、繊維構造体に樹脂を含浸させて構成された繊維強化複合材料が知られている。また、エネルギー吸収部材は、過大な衝撃荷重を受けた際の破壊の起点となるトリガ部を有している。

例えば、特許文献１では、トリガ部は、円筒状に形成されたＦＲＰ部材の先端部を、肉厚に関して先細り形状となるようにテーパ状に肩落としして形成されている。しかし、エネルギー吸収部材の製造においては、破壊の起点となり得るような形状の設計、そのような形状にするための加工等が面倒であることから、繊維構造体の繊維構造の変更によってトリガ部を製造することが提案されている。

例えば、図８に示すように、特許文献２に開示の衝撃吸収複合材構造８０は、補強繊維の層８４ａを複数積層した繊維積層体８４（繊維構造体）に樹脂を含浸させて構成されている。衝撃吸収複合材構造８０は、荷重が加わる方向（以下、荷重方向と記載する）における先端部から、荷重方向に沿って所定位置に至るまでの範囲では、繊維積層体８４の層間強度を向上させないようにしてトリガ部８２を設けている。一方、荷重方向に沿った所定位置から先はニードリング８３によって層間強度を向上させた層間補強領域８１（一般部）としている。すなわち、ニードリング８３による繊維構造の変更によってトリガ部８２と層間補強領域８１とを製造している。このような衝撃吸収複合材構造８０では、過大な衝撃荷重を受けた場合、層間補強領域８１に先立ってトリガ部８２に局部破壊を生じさせてエネルギーを吸収し、層間補強領域８１で破壊の進行を抑制する。

特開平７−２２４８７４号公報 特開２００４−３２４８１４号公報

ところが、特許文献２の衝撃吸収複合材構造８０において、層間強度を向上させるため、荷重方向に直交する方向から補強繊維の層８４ａに対し、ニードリング８３を行っている。このため、補強繊維の層８４ａそれぞれにおいて、荷重方向に延びる糸（荷重方向糸）と、その糸に交差する方向に延びるニードリング８３との交錯部で、荷重方向糸にクリンプ（屈曲）が生じ、クリンプが生じた箇所では、補強繊維が本来発現すべき突っ張り強度を十分に発揮できなくなっている。そして、衝撃吸収複合材構造８０では、層間補強領域８１においてトリガ部８２から離れるほど、すなわち層間補強領域８１の基端に近付くほど、ニードリング８３を行う間隔が狭くなっている。このため、トリガ部８２以上の強度を必要とし、しかも破壊の進行を抑制するための強度を必要とする層間補強領域８１においては、その基端ほど強度が低下してしまっている。

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、繊維構造の変更によってトリガ部及び一般部を形成可能でありながら、一般部の強度低下を抑制することができるエネルギー吸収部材を提供することにある。

上記問題点を解決するためのエネルギー吸収部材は、繊維構造体に樹脂を含浸させて構成され、衝撃荷重を受けた際の衝撃エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材であって、前記繊維構造体は、荷重が加わる方向に延びる荷重方向糸と、該荷重方向糸に交差する方向に延びる交差糸とを交錯させて形成された織物製の繊維層を複数有するとともに、複数の繊維層は前記荷重が加わる方向に平行となるように積層されており、前記繊維構造体は、前記荷重が加わる方向の一端側に位置し、衝撃荷重を受けた際に破壊の起点となるトリガ部と、荷重が加わる方向において、前記トリガ部よりも他端側に連続し、かつ前記トリガ部よりも荷重方向への強度が高く破壊の進行を抑制する一般部と、を有し、前記繊維層において、前記荷重が加わる方向に対する前記荷重方向糸の角度をクリンプ角度とすると、複数の繊維層のうちの少なくとも一つは、前記一般部よりも前記トリガ部側となる位置に前記クリンプ角度を前記一般部より大きくしたクリンプ角度増大部を備えることを要旨とする。

これによれば、繊維構造体を構成する繊維層において、クリンプ角度が大きいほど、荷重が加わる方向への荷重方向糸の突っ張り強度が低くなる。逆に、クリンプ角度が小さいほど、荷重方向糸において、荷重が加わる方向への荷重方向糸の突っ張り強度が高くなる。したがって、繊維層のクリンプ角度を調整するだけ、すなわち繊維構造を変更するだけで、トリガ部と一般部を有するエネルギー吸収部材を形成可能でありながら、一般部の強度低下を抑制でき、しかも、トリガ部の製造が容易となる。

また、繊維構造体は、繊維層の層間を結合しておらず、層間結合を原因として荷重方向糸にクリンプが生じることがなく、一般部の強度低下も招くことがない。
また、エネルギー吸収部材について、前記繊維層において、前記一般部を構成する部位での前記クリンプ角度を、前記荷重が加わる方向に沿って異ならせてもよい。

これによれば、荷重が加わる方向に沿って、一般部の突っ張り強度を異ならせることができる。例えば、荷重が加わる方向に沿ってトリガ部から離れるに従い一般部のクリンプ角度を小さくしていくと、トリガ部から離れるに従い、荷重が加わる方向への突っ張り強度を高くすることができる。その結果として、一般部の基端（根本）に近付くほど、破壊の進行を抑制しやすくなる。

また、エネルギー吸収部材について、前記一般部をブレーディングで製造してもよい。
これによれば、一般部でのクリンプ角度を異ならせる構造であっても、ブレーディング装置によって簡単に製造することができる。なお、ブレーディング装置で製造された繊維層は、芯糸に相当する荷重方向糸と、この荷重方向糸に交差する斜行糸とを有しており、本発明では、ブレーディング装置によって製造され、荷重方向糸と斜行糸を交錯させて形成された繊維層も織物に含まれる。

また、エネルギー吸収部材について、前記繊維層において、前記トリガ部を構成する部位と前記一般部を構成する部位とに亘って前記荷重方向糸が連続していてもよい。
これによれば、繊維構造体において、トリガ部と一般部とを一繋ぎとすることができ、トリガ部から一般部へ荷重を好適に伝え、破壊の進行を好適に抑制することができる。

本発明によれば、繊維構造の変更によってトリガ部及び一般部を形成可能でありながら、一般部の強度低下を抑制することができる。

第１の実施形態のエネルギー吸収部材を示す斜視図。 （ａ）はクリンプ角度増大部の繊維構造を拡大して示す図、（ｂ）はクリンプ角度減少部の繊維構造を拡大して示す図。 （ａ）は第１の実施形態のエネルギー吸収部材の繊維構造を模式的に示す断面図、（ｂ）はクリンプ角度増大部を模式的に示す部分拡大断面図、（ｃ）はクリンプ角度減少部を模式的に示す部分拡大断面図。 （ａ）は第２の実施形態のエネルギー吸収部材におけるトリガ部の繊維構造を拡大して示す図、（ｂ）は一般部の繊維構造を拡大して示す図。 （ａ）は第３の実施形態のエネルギー吸収部材におけるクリンプ角度増大部の繊維構造を拡大して示す図、（ｂ）はクリンプ角度減少部の繊維構造を拡大して示す図。 第３の実施形態のエネルギー吸収部材の繊維構造を模式的に示す断面図。 クリンプ角度を変更した別例を示す部分拡大断面図。 背景技術を示す図。

以下、エネルギー吸収部材を具体化した第１の実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１に示すように、エネルギー吸収部材１０は繊維強化複合材料であり、筒状の繊維構造体１１にマトリックス樹脂としての熱硬化性樹脂（図示せず）を含浸させて構成されたものである。エネルギー吸収部材１０は、筒体の軸方向に沿って過大な衝撃荷重を受けた場合に、破壊することによりエネルギーを吸収する。以下、エネルギー吸収部材１０に対し荷重が加わる方向（筒体の軸方向）を荷重方向Ｚとする。なお、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂が使用される。

図３（ａ）に示すように、エネルギー吸収部材１０において、繊維構造体１１は、織物として繊維層１３を複数有し、それら複数の繊維層１３は互いに平行となるように積層されている。また、図１に示すように、エネルギー吸収部材１０において、複数の繊維層１３は、荷重方向Ｚに延びる中心軸を中心とした同心円状に積層されており、外周側の繊維層１３ほど、円周が長い。なお、繊維構造体１１において、繊維層１３が積層された方向であり、繊維構造体１１の径方向に平行な方向を積層方向Ｘとする。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、繊維層１３は、複数の経糸１４と、複数の緯糸１５とを組み合わせた織物である。荷重方向糸としての経糸１４は、繊維構造体１１の周方向に複数配列され、荷重方向Ｚに延びている。経糸１４に交差する交差糸としての緯糸１５は、経糸１４に対し所定の角度（本実施形態では９０度）で交差する状態で、荷重方向Ｚに複数配列されている。なお、経糸１４及び緯糸１５は全て同種の材質製の無撚りの繊維束で構成されている。この実施形態では経糸１４及び緯糸１５には炭素繊維からなる無撚りの繊維束が使用されている。炭素繊維束は細い炭素繊維が数百〜数万本束ねられて１本の繊維束が構成されており、要求性能に適した繊維の本数の繊維束が選択される。

図１に示すように、エネルギー吸収部材１０において、繊維構造体１１は、荷重方向Ｚの両端部のうち、荷重が最初に加わる端面である先端面に第１端面１１ａを有し、もう一方の端面である基端面に第２端面１１ｂを有する。また、繊維構造体１１は、荷重方向Ｚの第１端面１１ａを含んだ先端部にトリガ部２３を有する。また、繊維構造体１１は、トリガ部２３よりも第２端面１１ｂ側の全てに一般部２４を有する。荷重方向Ｚに沿った長さでは、一般部２４がトリガ部２３よりも長い。そして、繊維構造体１１において、トリガ部２３は、衝撃荷重を受けた際に破壊の起点となる部位である。また、一般部２４は、荷重方向Ｚにおいて、トリガ部２３よりも基端側（第２端面１１ｂ側）に連続し、かつトリガ部２３よりも荷重方向への強度が高く破壊の進行を抑制する部位である。

トリガ部２３は、繊維構造体１１を構成する全ての繊維層１３が備えるクリンプ角度増大部１３ａによって形成され、一般部２４は、繊維構造体１１を構成する全ての繊維層１３が備えるクリンプ角度減少部１３ｂによって形成されている。すなわち、繊維層１３は、一般部２４よりもトリガ部２３側となる位置にクリンプ角度を大きくしたクリンプ角度増大部１３ａを備える。

図２（ａ）及び図３に示すように、繊維層１３において、荷重方向Ｚに沿って経糸１４が第１端面１１ａから第２端面１１ｂに向けて延びる過程で、トリガ部２３を構成する部分では、経糸１４は緯糸１５の１本１本の外面に沿って折り返されている。

より詳細には、経糸１４は、１本の緯糸１５の外面に沿って積層方向Ｘの内側に向けて折り返された次は、荷重方向Ｚにおける隣りの緯糸１５の外面に沿って積層方向Ｘの外側に向けて折り返されている。このように、経糸１４は、緯糸１５と交錯する毎に、荷重方向Ｚに隣り合う緯糸１５とは相反する方向に屈曲しており、その屈曲によって経糸１４にはクリンプが生じている。

図３（ａ）又は図３（ｂ）に示すように、繊維層１３において、経糸１４と緯糸１５の表面が存在する面を表面１３ｃとし、両方の表面１３ｃ同士を最短距離で繋ぐ方向であり、積層方向Ｘに沿う方向を、繊維層１３の厚み方向とする。なお、繊維層１３の表面１３ｃは、荷重方向Ｚに平行である。繊維層１３では、経糸１４の荷重方向Ｚへの張力によって、荷重方向Ｚに隣り合う緯糸１５同士が厚み方向に位置ずれした状態で配置されている。この緯糸１５同士の厚み方向への位置ずれにより、経糸１４にはクリンプが生じている。ここで、経糸１４が緯糸１５に向かって延びていく状態で、その経糸１４の軸線Ｍと、繊維層１３の表面１３ｃ（荷重方向Ｚ）との間に形成された鋭角θ１を、クリンプ角度とする。

図３（ｂ）に示すように、トリガ部２３を構成する部分では、クリンプ角度が、クリンプ角度減少部１３ｂより大きくなっている。クリンプ角度増大部１３ａでは、経糸１４は、緯糸１５の１本毎に相反する方向へ屈曲するように蛇行しており、クリンプ角度がその他の部分より大きい。このため、クリンプ角度増大部１３ａによって構成されたトリガ部２３では、強度が充分に発揮されない。

また、図２（ａ）に示すように、トリガ部２３を構成するクリンプ角度増大部１３ａでは、繊維構造体１１の周方向に延びる緯糸１５は、周方向に配列された経糸１４の１本１本の外面に沿って交互に折り返され、各経糸１４に交錯している。このため、各緯糸１５は、各経糸１４と交錯する場所で屈曲している。よって、緯糸１５において、経糸１４との交錯部２０には、経糸１４に沿って屈曲するクリンプが生じている。

図２（ｂ）及び図３（ａ）に示すように、繊維層１３において、クリンプ角度増大部１３ａから第２端面１１ｂに向けて経糸１４が延びる過程で、一般部２４を構成する部分、すなわちクリンプ角度減少部１３ｂでは、経糸１４は４本の緯糸１５を跨ぐ度に緯糸１５の外面に沿って折り返されている。このため、経糸１４が、緯糸１５を１本ずつ跨いだ場合と比べると、経糸１４の軸線Ｍと、繊維層１３の表面１３ｃとの間に形成された鋭角θ１であるクリンプ角度は小さくなる。

経糸１４が折り返された部分である交錯部２０では、経糸１４は、クリンプ角度増大部１３ａほど屈曲してはいないが、若干のクリンプが生じている。そして、クリンプ角度減少部１３ｂでは、経糸１４は、荷重方向Ｚにおいて、経糸１４を折り返した交錯部２０同士に挟まれた部分に直線部１４ａを有し、この直線部１４ａのクリンプ角度はクリンプ角度増大部１３ａよりも小さい。一般部２４では、荷重方向Ｚに沿って直線部１４ａが複数設けられ、全ての直線部１４ａは同じ長さである。

また、図３（ｃ）に示すように、クリンプ角度減少部１３ｂでは、繊維構造体１１の周方向に延びる緯糸１５は、周方向に配列された経糸１４の１本１本の外面に沿って交互に折り返されている。直線部１４ａでは、その直線部１４ａに跨がれた全ての緯糸１５は、直線部１４ａに対し積層方向Ｘの外側又は内側に纏まって配列している。このため、直線部１４ａには、クリンプが生じていない。

なお、繊維層１３では、経糸１４は荷重方向Ｚ全体に亘って延びており、経糸１４は、クリンプ角度増大部１３ａとクリンプ角度減少部１３ｂとに亘って連続している。よって、繊維構造体１１では、トリガ部２３と一般部２４は、荷重方向Ｚに一繋ぎとなっている。

そして、エネルギー吸収部材１０は、クリンプ角度増大部１３ａを積層して構成されたトリガ部２３、及びクリンプ角度減少部１３ｂを積層して構成された一般部２４を有する繊維構造体１１に熱硬化性樹脂を含浸硬化させることで製造される。なお、樹脂の含浸硬化はＲＴＭ（レジン・トランスファー・モールディング）法で行われる。

次に、エネルギー吸収部材１０の作用を記載する。
トリガ部２３、及び一般部２４を有する繊維構造体１１を強化繊維としたエネルギー吸収部材１０においては、荷重方向Ｚに沿って第１端面１１ａに過大な衝撃荷重を受けた場合、トリガ部２３に局部破壊を生じさせて衝撃エネルギーを吸収する。その後、一般部２４で破壊の進行を抑制する。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）繊維構造体１１において、各繊維層１３にクリンプ角度増大部１３ａをクリンプ角度減少部１３ｂに連続して設け、これらクリンプ角度増大部１３ａとクリンプ角度減少部１３ｂにより、経糸１４のクリンプ角度を、一般部２４よりトリガ部２３の方を大きくした。経糸１４のクリンプ角度が大きいほど、荷重方向Ｚへの経糸１４の突っ張り強度が低下する。よって、経糸１４のクリンプ角度を調整するだけで、すなわち、繊維構造を変更するたけで、繊維構造体１１にトリガ部２３と一般部２４を形成することができ、トリガ部２３の形成を簡単に行うことができる。

（２）経糸１４のクリンプ角度を、一般部２４よりトリガ部２３の方を大きくした。経糸１４のクリンプ角度が小さいほど、荷重方向Ｚへの経糸１４の突っ張り強度が高くなる。よって、経糸１４のクリンプ角度を調整するだけ、すなわち繊維構造を変更するだけで、繊維構造体１１にトリガ部２３と一般部２４を形成することができる。

（３）繊維構造体１１は、繊維層１３の層間を結合しておらず、層間結合を原因としたクリンプが生じることがないため、一般部２４の強度低下も招くことがない。
（４）繊維構造体１１では、一般部２４において、荷重方向Ｚに沿ってトリガ部２３から離れて基端（根本）に近付いても、クリンプ角度の大きさは同じである。このため、荷重方向Ｚに沿った一般部２４の全体で同じ強度とすることができる。

（５）繊維層１３では、経糸１４と緯糸１５を織り込んでクリンプ角度増大部１３ａとクリンプ角度減少部１３ｂを形成している。そして、経糸１４は、クリンプ角度増大部１３ａとクリンプ角度減少部１３ｂに亘って連続し、クリンプ角度増大部１３ａとクリンプ角度減少部１３ｂとは一繋ぎである。このため、例えば、クリンプ角度増大部１３ａとクリンプ角度減少部１３ｂとを別々に製造し、繋ぎ合わせて繊維層１３とする場合と比べると、トリガ部２３と一般部２４との境界付近での強度を向上させることができる。

（第２の実施形態）
次に、エネルギー吸収部材を具体化した第２の実施形態を図４にしたがって説明する。なお、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、第２の実施形態のエネルギー吸収部材３０は、第１の実施形態のエネルギー吸収部材１０と同様に、筒状の繊維構造体３１を有し、その繊維構造体３１は織物としての繊維層３２を複数積層した積層体である。そして、繊維層３２は、クリンプ角度増大部３２ａと、クリンプ角度減少部３２ｂを備え、繊維構造体３１は、クリンプ角度増大部３２ａの積層体であるトリガ部３３と、クリンプ角度減少部３２ｂの積層体である一般部３４とを有する。第２の実施形態の繊維構造体３１は、ブレーディング装置を使用して製造された組紐組織である。また、繊維構造体３１は、荷重方向Ｚの一端面に第１端面（図示せず）を有し、他端面に第２端面（図示せず）を有する。

繊維構造体３１の繊維層３２は、複数の第１の斜行糸３５と、複数の第２の斜行糸３６と、芯糸である複数の荷重方向糸３７とから形成されている。第１の斜行糸３５及び第２の斜行糸３６は、荷重方向糸３７に対して交差する方向に延びる交差糸に相当する。繊維層３２において、第１の斜行糸３５は、荷重方向糸３７の軸方向と角度θで交差する方向に配列され、第２の斜行糸３６は、荷重方向糸３７の軸方向に対して交差する角度が、第１の斜行糸３５が荷重方向糸３７の軸方向に対して交差する角度θと反対の角度−θで配列されている。この実施形態では、角度θは４５°である。また、荷重方向糸３７は、荷重方向Ｚに平行に配列されている。荷重方向糸３７は、第１の斜行糸３５と第２の斜行糸３６との全ての交錯部３８と対応するように配列されている。

図４（ａ）に示すように、トリガ部３３を構成するクリンプ角度増大部３２ａでは、荷重方向糸３７は、荷重方向Ｚに沿って配列された第１の斜行糸３５と第２の斜行糸３６の交錯部３８に対し、１つおきに積層方向Ｘの外側又は内側に向けて折り返されている。より詳細には、荷重方向糸３７が第１端面から第２端面に向けて延びる過程で、荷重方向糸３７は、１つの交錯部３８の外面に沿って積層方向Ｘの内側に向けて折り返された次は、荷重方向Ｚの隣りの交錯部３８の外面に沿って積層方向Ｘの外側に向けて折り返されている。このように、荷重方向糸３７は、交錯部３８と交錯する毎に、荷重方向Ｚに隣り合う交錯部３８とは相反する方向に屈曲し、その屈曲によって荷重方向糸３７にクリンプが生じている。すなわち、クリンプ角度増大部３２ａでは、各荷重方向糸３７は、交錯部３８毎に相反する方向へ屈曲するように蛇行している。このため、クリンプ角度増大部３２ａを積層したトリガ部３３では、強度が充分に発揮されない。

また、クリンプ角度増大部３２ａでは、第１の斜行糸３５及び第２の斜行糸３６は、周方向に配列された荷重方向糸３７の１本１本の外面に沿って折り返され、各荷重方向糸３７に交錯している。このため、第１の斜行糸３５及び第２の斜行糸３６は、各荷重方向糸３７と交錯する場所で屈曲している。よって、第１の斜行糸３５及び第２の斜行糸３６において、荷重方向糸３７との交錯部３８にはクリンプが生じている。

図４（ｂ）に示すように、繊維層３２において、一般部３４を構成するクリンプ角度減少部３２ｂでは、クリンプ角度増大部３２ａから第２端面に向けて荷重方向糸３７が延びる過程で、荷重方向糸３７は、４つの交錯部３８を跨ぐ度に交錯部３８の外面に沿って折り返されている。荷重方向糸３７は、折り返された後は、先に跨いだ交錯部３８とは反対側で次の４つの交錯部３８を跨いでいる。

荷重方向糸３７が折り返された交錯部３８では、荷重方向糸３７は、クリンプ角度増大部３２ａのように屈曲してはいないが、クリンプが生じている。そして、クリンプ角度減少部３２ｂでは、隣り合う交錯部３８の間に延びる部分で形成するクリンプ角度は、クリンプ角度増大部３２ａよりも小さくなる。

また、クリンプ角度減少部３２ｂでは、荷重方向糸３７に交差する第１の斜行糸３５及び第２の斜行糸３６は、繊維構造体３１の周方向に配列された荷重方向糸３７の１本１本の外面に沿って折り返されている。

従って、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（４）第２の実施形態のエネルギー吸収部材３０は、繊維構造体３１をブレーディング装置を使用して製造でき、筒状のエネルギー吸収部材３０を容易に製造することができる。

（第３の実施形態）
次に、エネルギー吸収部材を具体化した第３の実施形態を図５及び図６にしたがって説明する。なお、第３の実施形態では、第１の実施形態と同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。

第３の実施形態のエネルギー吸収部材４０は、第１の実施形態のエネルギー吸収部材１０と同様に、筒状の繊維構造体４１を有し、その繊維構造体４１は複数の繊維層４２の積層体である。そして、繊維層４２は、クリンプ角度増大部４２ａと、クリンプ角度減少部４２ｂを備え、繊維構造体４１は、クリンプ角度増大部４２ａの積層体であるトリガ部４３と、クリンプ角度減少部４２ｂの積層体である一般部４４とを有する。また、繊維構造体４１は、荷重方向Ｚの一端面に第１端面４１ａを有し、他端面に第２端面４１ｂを有する。また、繊維構造体４１は、複数の繊維層４２の積層体である。

繊維層４２は、複数の荷重方向糸としての経糸４５と、複数の緯糸４６とを組み合わせた織物によって形成されている。図５（ａ）に示すように、トリガ部４３を構成するクリンプ角度増大部４２ａは、第１の実施形態のクリンプ角度増大部１３ａと同様の構成であり、経糸４５は、荷重方向Ｚにおいて、緯糸４６の１本毎に相反する方向へ屈曲するように蛇行している。

一方、図５（ｂ）及び図６に示すように、一般部４４を構成するクリンプ角度減少部４２ｂでは、２本の緯糸４６を跨ぐ直線部４５ａが、荷重方向Ｚに連続して複数箇所存在し、それに連続して３本の緯糸４６を跨ぐ直線部４５ｂが、荷重方向Ｚに連続して複数箇所存在している。さらに、クリンプ角度減少部４２ｂでは、３本の緯糸４６を跨ぐ直線部４５ｂに連続して４本の緯糸４６を跨ぐ直線部４５ｃが、荷重方向Ｚに連続して複数箇所存在している。各直線部４５ａ，４５ｂ，４５ｃは、それぞれ経糸４５が折り返された交錯部４８の間に位置している。よって、クリンプ角度減少部４２ｂでは、直線部が跨ぐ緯糸４６の本数が、２本、３本、４本と連続的に徐々に増えている。したがって、経糸４５のクリンプ角度は、荷重方向Ｚに沿って繊維構造体４１の基端（根本）に向かうに従い徐々に小さくなっている。

従って、第３の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（５）第３の実施形態のエネルギー吸収部材４０は、荷重方向Ｚに沿って繊維構造体４１の基端（根本）に向かうに従い、クリンプ角度が徐々に小さくなっている。すなわち、一般部４４における強度は、一般部４４の根本に向かう程、徐々に上がっている。このため、一般部４４によって衝撃荷重を好適に吸収することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 第３の実施形態において、同じ長さを有する直線部の数は、適宜変更してもよい。
○ 第２の実施形態において、クリンプ角度減少部３２ｂ（一般部３４）にて荷重方向糸３７が折り返す間隔を適宜変更してもよい。

○ 第２の実施形態において、クリンプ角度減少部３２ｂ（一般部３４）では、荷重方向糸３７を折り返す間隔を、荷重方向Ｚに沿って繊維構造体３１の根本に向かうに従い、徐々に長くしていき、クリンプ角度を徐々に小さくしていってもよい。このように構成した場合、第２の実施形態の繊維層３２（繊維構造体３１）はブレーディング装置を使用して製造できることから、クリンプ角度を連続的に異ならせる繊維層３２であっても容易に製造することができる。

○ 第１及び第３の実施形態において、緯糸１５，４６を、周方向に配列された複数の経糸１４，４５に対し１本ずつ交互に折り返すようにしたが、緯糸１５，４６を折り返す経糸１４，４５の本数は適宜変更してもよい。

○ 各実施形態において、繊維構造体１１，３１，４１を構成する複数の繊維層１３，３２，４２のうち、１枚だけにクリンプ角度増大部を設けてもよいし、全てではない複数枚の繊維層１３，３２，４２だけにクリンプ角度増大部を設けてもよい。

○ 各実施形態において、クリンプ角度増大部１３ａ，３２ａ，４２ａのクリンプ角度がクリンプ角度減少部１３ｂ，３２ｂ，４２ｂのクリンプ角度より大きれば、クリンプ角度増大部１３ａ，３２ａ，４２ａでのクリンプ角度を、荷重方向Ｚに沿って異ならせてもよい。

○ 各実施形態において、クリンプ角度増大部１３ａ，３２ａ，４２ａのクリンプ角度がクリンプ角度減少部１３ｂ，３２ｂ，４２ｂのクリンプ角度より大きれば、クリンプ角度増大部１３ａ，３２ａ，４２ａと、クリンプ角度減少部１３ｂ，３２ｂ，４２ｂとで繊維構造が異なっていてもよい。

○ 第１及び第２の実施形態において、直線部１４ａ，３７ａが跨ぐ緯糸１５，４６の本数は適宜変更してもよい。
○ 各実施形態において、クリンプ角度増大部１３ａ，３２ａ，４２ａのクリンプ角度がクリンプ角度減少部１３ｂ，３２ｂ，４２ｂのクリンプ角度より大きれば、繊維層１３，３２，４２は、別体で形成したクリンプ角度増大部１３ａ，３２ａ，４２ａと、クリンプ角度減少部１３ｂ，３２ｂ，４２ｂとを繋ぎ合わせて一体化したものでもよい。

○ 各実施形態において、クリンプ角度増大部１３ａ，３２ａ，４２ａや、クリンプ角度減少部１３ｂ，３２ｂ，４２ｂのクリンプ角度は、図７に示すように、緯糸１５，４６や各斜行糸３５，３６の太さを太くして変更してもよい。

○ 各実施形態において、マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂を用いたが、その他の種類の樹脂を用いてもよい。
○ 各実施形態において、積層する繊維層１３，３２，４２の数は任意に変更してもよい。

○ 経糸１４，４５、緯糸１５，４６、第１の斜行糸３５、第２の斜行糸３６、及び荷重方向糸３７は、炭素繊維に限らない。例えば、各糸は、エネルギー吸収部材１０，３０，４０に要求される物性に対応して適宜変更してもよい。糸の具体例としては、アラミド繊維、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ガラス繊維、セラミック繊維等が挙げられる。

○ 繊維構造体１１，３１，４１の形状は筒状でなくてもよく、荷重方向Ｚに荷重方向糸が延びる柱状や板状であってもよい。

Ｚ…荷重方向、１０，３０，４０…エネルギー吸収部材、１１，３１，４１…繊維構造体、１３，３２，４２…繊維層、１３ａ，３２ａ，４２ａ…クリンプ角度増大部、１４，４５…荷重方向糸としての経糸、１５，４６…交差糸としての緯糸、２３，３３，４３…トリガ部、２４，３４，４４…一般部、３５…交差糸としての第１の斜行糸、３６…交差糸としての第２の斜行糸、３７…荷重方向糸。

Claims (4)

1. 繊維構造体に樹脂を含浸させて構成され、衝撃荷重を受けた際の衝撃エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材であって、
   前記繊維構造体は、荷重が加わる方向に延びる荷重方向糸と、該荷重方向糸に交差する方向に延びる交差糸とを交錯させて形成された織物製の繊維層を複数有するとともに、複数の繊維層は前記荷重が加わる方向に平行となるように積層されており、
   前記繊維構造体は、前記荷重が加わる方向の一端側に位置し、衝撃荷重を受けた際に破壊の起点となるトリガ部と、
   荷重が加わる方向において、前記トリガ部よりも他端側に連続し、かつ前記トリガ部よりも荷重方向への強度が高く破壊の進行を抑制する一般部と、を有し、
   前記繊維層において、前記荷重が加わる方向に対する前記荷重方向糸の角度をクリンプ角度とすると、
   複数の繊維層のうちの少なくとも一つは、前記一般部よりも前記トリガ部側となる位置に前記クリンプ角度を前記一般部より大きくしたクリンプ角度増大部を備えることを特徴とするエネルギー吸収部材。
2. 前記繊維層において、前記一般部を構成する部位での前記クリンプ角度を、前記荷重が加わる方向に沿って異ならせた請求項１に記載のエネルギー吸収部材。
3. 前記一般部をブレーディングで製造した請求項２に記載のエネルギー吸収部材。
4. 前記繊維層において、前記トリガ部を構成する部位と前記一般部を構成する部位とに亘って前記荷重方向糸が連続している請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のエネルギー吸収部材。